本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃油規(guī)?;玫牡吞蓟鸱掋~方法,屬于綠色冶金技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
二氧化碳作為主要的溫室氣體已被視為第三代空氣污染物。目前我國(guó)co2年排放量居世界前列,其中冶金工業(yè)排放量約占全國(guó)總排放量的14%。有色金屬工業(yè)是冶金工業(yè)的重要組成部分,是能源消耗的重要工業(yè)環(huán)節(jié),因此發(fā)展低碳冶煉技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的最有效途徑之一。
世界范圍內(nèi)有色金屬冶煉以火法為主,如全球80%的銅通過火法生產(chǎn)。富氧熔煉是當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)的有色金屬火法冶煉技術(shù),適用于銅、鎳、錫、鉛等有色金屬的冶煉過程,其原理是向爐內(nèi)熔體吹入富氧空氣,使加入的物料在熔池中被氣體湍流包裹、攪動(dòng),完成快速的傳熱傳質(zhì)、并進(jìn)行激烈的物理化學(xué)反應(yīng)的過程。具有熔煉強(qiáng)度高、環(huán)保效益好、自動(dòng)化程度高的顯著優(yōu)勢(shì)。然而,高氧勢(shì)也帶來了兩方面不利,一是熔池熔煉過程對(duì)反應(yīng)溫度的準(zhǔn)確操控提出了更高要求,二是高磁性鐵在爐渣中富集導(dǎo)致渣含主金屬量升高,降低了主金屬的回收率。前一種不利的有效解決依賴于化石燃料的噴入,起到補(bǔ)燃及部分參與化學(xué)反應(yīng)的重要作用,而后者依賴于渣的貧化技術(shù)。目前,銅渣貧化主要有緩冷浮選和熔煉貧化。電爐貧化因能控制渣含銅量在0.4%~1%而得到廣泛運(yùn)用。電爐貧化一般采用加入焦炭、煤、煤氣、天然氣以及柴油等氣、液、固還原劑。噴吹柴油因其棄渣含銅低(0.5%-0.6%)操作方便而得到重視和應(yīng)用。實(shí)踐表明,每貧化1噸銅渣消耗柴油約2升,一個(gè)年產(chǎn)40萬噸的銅冶煉加工廠,每年約80萬噸的銅渣需要貧化,而貧化電爐年消耗柴油160萬升,折合人民幣約1200萬元,同時(shí)排放co2約4270噸,增加企業(yè)生產(chǎn)成本的同時(shí)增加了碳排放量。
生物質(zhì)能是一種低碳的綠色能源,我國(guó)擁有豐富的生物質(zhì)資源。目前生物柴油作為汽車用燃油推廣使用不甚理想。作為冶金大國(guó)的中國(guó)如能將豐富的生物質(zhì)燃油與冶金過程有機(jī)結(jié)合,將為生物質(zhì)能的應(yīng)用推廣及發(fā)展低碳冶金技術(shù)提供了全新思路。本技術(shù)正是要通過解決生物質(zhì)能源,特別是以c、h、o元素為主的生物質(zhì)燃油(主要包括植物油脂、生物油、生物柴油、地溝油等)作為燃料或還原劑應(yīng)用于有色金屬熔池熔煉過程中,實(shí)現(xiàn)有色金屬冶煉碳減排,以及為減緩我國(guó)能源危機(jī)做出重要貢獻(xiàn)。
鑒于現(xiàn)有銅冶金過程中以火法冶煉為主,尤其以熔池熔煉的方式實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代冶煉的高效率,而熔池熔煉流程的熔池熔煉爐、陽極爐、貧化電爐或沉降分離爐的能源消耗大、尤其需要液體燃料來補(bǔ)充和調(diào)節(jié)工序的爐溫和控制還原效率等問題,結(jié)合富氧熔煉銅和液體燃料性能的特性,提出了結(jié)合生物質(zhì)燃油的霧化特性,應(yīng)用與火法煉銅過程。在銅冶煉的熔池熔煉爐、陽極爐等熔煉工段中,生物質(zhì)燃油利用富氧燃燒技術(shù)燃燒釋放能量補(bǔ)充冶煉過程中需求的外加能量;在貧化電爐或沉降分離爐中為了改變?nèi)墼恼扯?、通過氮?dú)饣旌仙镔|(zhì)燃油噴吹攪拌渣層,選擇性還原有價(jià)金屬和實(shí)現(xiàn)渣層磁性鐵轉(zhuǎn)變得以分離回收有價(jià)金屬銅锍。利用火法煉銅的高溫條件有效克服生物質(zhì)燃油燃點(diǎn)高,不易著火的缺點(diǎn),提高了生物質(zhì)燃油的燃燒效率、減少爐窯因外需供熱而消耗化石燃料。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題及不足,本發(fā)明提供一種生物質(zhì)燃油規(guī)?;玫牡吞蓟鸱掋~方法。本方法不僅將生物質(zhì)燃油的物理化學(xué)特性與銅冶煉過程結(jié)合,實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃油有效替代化石燃料在銅冶煉過程中的功能,同時(shí)大幅降低火法煉銅過程的co2排放,實(shí)現(xiàn)了低碳冶金,為構(gòu)建綠色冶金提供技術(shù)支撐。本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)。
一種生物質(zhì)燃油規(guī)?;玫牡吞蓟鸱掋~方法,經(jīng)過預(yù)熱后的生物質(zhì)燃油依據(jù)油料流動(dòng)性能和不同噴吹工藝的需求加壓到0.15~1.6mpa后送入到噴槍或燃燒器進(jìn)入到火法煉銅工序中發(fā)揮不同的作用,在熔池熔煉爐、陽極爐內(nèi)作為低碳燃料,在貧化電爐或沉降分離爐內(nèi)作為還原劑替代化石碳質(zhì)還原劑,其具體過程為:
(1)將銅精礦和助劑加入到熔池熔煉爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓,與濃度為40wt%~99.5wt%的富氧加壓到0.2~1.6mpa后通過噴槍噴吹到熔池熔煉爐中,高壓的生物質(zhì)燃油混合富氧快速在熔池中浸沒式燃燒釋放出熱量并攪拌熔池強(qiáng)化冶金反應(yīng)過程,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;
(2)將步驟(1)得到的銅渣加入到貧化電爐或沉降分離爐內(nèi),利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓,與濃度為濃度95wt%~99.9wt%的氮?dú)饧訅旱?.2~1.6mpa通過噴槍噴吹到貧化電爐或沉降分離爐的熔渣層中,實(shí)現(xiàn)最大限度地降低熔渣層中的銅金屬含量,在此過程中通入助燃富氧,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣ⅰ,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;
(3)將步驟(1)和(2)中得到的冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐處理后得到粗銅,粗銅加入到陽極爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓,與濃度為30wt%~99.5wt%的富氧加壓到0.2~1.2mpa后通過燃燒器在陽極爐爐內(nèi)自由空間快速燃燒,釋放熱量,實(shí)現(xiàn)物料的加熱、熔化,最終制備得到陽極銅,在轉(zhuǎn)爐及陽極爐過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;
(4)煙氣處理系統(tǒng)中的中低溫?zé)煔庥脕眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油。
所述生物質(zhì)燃油包括來源于廢棄物、動(dòng)植物的粗油及其加工精煉的產(chǎn)品。
所述生物質(zhì)燃油為地溝油、生物質(zhì)原油(如橡膠籽油、小桐子油、蓖麻油等生物籽油脂)、生物質(zhì)熱解油、生物柴油、生物甲醇或混配燃料(0~30wt%生物乙醇、0~95wt%柴油、0~10wt%乙醚與0~80wt%生物質(zhì)燃油的混配燃料),地溝油、生物質(zhì)原油或生物質(zhì)熱解油預(yù)熱到室溫至40℃,生物柴油、生物甲醇或混配燃料預(yù)熱到60~90℃。
所述步驟(1)中將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓至壓力為0.2~1.6mpa,富氧空氣過剩系數(shù)為1.0~1.15,預(yù)熱溫度為150~600℃。
所述步驟(2)中生物質(zhì)燃油添加量為每噸銅渣量加入1.2~2kg,預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓至0.15~1.6mpa,助燃富氧中空氣過剩系數(shù)為1.0~1.1,助燃富氧中氧濃度為22wt%~99.5wt%,助燃富氧加壓后壓力為0.1~0.2mpa,預(yù)熱溫度為150~600℃。
所述步驟(3)中陽極爐預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓至壓力為0.2~1.2mpa,富氧空氣過剩系數(shù)為1.05~1.3,預(yù)熱溫度為150~600℃。
本技術(shù)通過突破生物質(zhì)能源在有色金屬冶煉過程中的應(yīng)用,來實(shí)現(xiàn)有色金屬冶煉過程的節(jié)能減排和低碳冶金,以及為減緩我國(guó)能源危機(jī)做出重要貢獻(xiàn)。本發(fā)明具備的有益效果和優(yōu)點(diǎn)是:
(1)將生物質(zhì)能與傳統(tǒng)高耗能冶煉工藝相結(jié)合,不僅開辟了生物質(zhì)能新的規(guī)模化應(yīng)用領(lǐng)域,還豐富了低碳冶金新技術(shù)的內(nèi)涵。
(2)有效降低火法煉銅過程因消耗化石燃料而排放的co2。
(3)利用銅冶煉過程的余熱來預(yù)熱生物質(zhì)燃油改變其流動(dòng)性能和粘度,有效實(shí)現(xiàn)生物質(zhì)燃油的應(yīng)用與火法煉銅工藝流程的耦合。
(4)火法煉銅過程產(chǎn)生的高溫爐窯環(huán)境促進(jìn)了生物質(zhì)燃油的功能化(燃料或還原劑)轉(zhuǎn)化和利用效率,為生物質(zhì)燃油的應(yīng)用提供了一種有效的新途徑。
附圖說明
圖1是本發(fā)明工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式,對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
實(shí)施例1
如圖1所示,該生物質(zhì)燃油規(guī)模化利用的低碳火法煉銅方法,經(jīng)過預(yù)熱后的生物質(zhì)燃油依據(jù)油料流動(dòng)性能和不同噴吹工藝的需求加壓后送入到噴槍或燃燒器進(jìn)入到火法煉銅工序中發(fā)揮不同的作用,在熔池熔煉爐、陽極爐內(nèi)作為低碳燃料,在貧化電爐或沉降分離爐內(nèi)作為還原劑替代化石碳質(zhì)還原劑,其具體過程為:
(1)將銅精礦和助劑加入到熔池熔煉爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油(生物質(zhì)燃油為地溝油,將地溝油預(yù)熱到40℃,地溝油加入量為1100l/h),然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(加壓至壓力為0.2mpa),與濃度為40wt%的富氧(富氧空氣過剩系數(shù)為1.0)加壓到0.2mpa并預(yù)熱到溫度為180℃后通過噴槍噴吹到熔池熔煉爐中,高壓的生物質(zhì)燃油混合富氧快速在熔池中浸沒式燃燒釋放出熱量并攪拌熔池強(qiáng)化冶金反應(yīng)過程,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在高壓富氧氣體的攪拌熔池和助燃作用下,生物質(zhì)燃油的燃燒效率達(dá)到97%,熔池溫度的均勻性為1200±20℃,每小時(shí)減少“co2”排放2.89t。
(2)將步驟(1)得到的銅渣加入到貧化電爐或沉降分離爐內(nèi),利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為地溝油,將地溝油預(yù)熱到40℃,加壓至0.15mpa,生物質(zhì)燃油添加量為每噸銅渣量加入1.2kg),與濃度為濃度95wt%的氮?dú)饧訅旱?.2mpa并預(yù)熱到溫度為400℃通過噴槍噴吹到貧化電爐或沉降分離爐的熔渣層中,噴槍噴入到貧化電爐熔池或沉降分離爐的熔渣層的2/3深度處進(jìn)行還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)最大限度地降低熔渣層中的銅金屬含量,在此過程中通入助燃富氧(助燃富氧中空氣過剩系數(shù)為1.0,助燃富氧中氧濃度為22wt%,助燃富氧加壓后壓力為0.1mpa,預(yù)熱溫度為150℃),反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;生物質(zhì)燃油與氮?dú)饣旌蠂姶等墼?,磁性鐵的還原率達(dá)到73%,使得渣中fe3o4含量降低了39.26wt%,拋渣中銅含量降至0.47wt%,噸渣油耗單耗降低了56.58%。
(3)將步驟(1)和(2)中得到的冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐處理后得到粗銅,粗銅加入到陽極爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為地溝油,將地溝油預(yù)熱到40℃,加壓至壓力為0.2mpa,地溝油加入量為525kg/t粗銅),與濃度為30wt%的富氧(富氧空氣過剩系數(shù)為1.05)加壓到0.2mpa并升溫至溫度為250℃后通過燃燒器在陽極爐爐內(nèi)自由空間快速燃燒,釋放熱量,實(shí)現(xiàn)物料的加熱、熔化,最終制備得到陽極銅,在轉(zhuǎn)爐及陽極爐過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在富氧氣體的助燃作用下,地溝油的燃燒效率達(dá)到95.1%,陽極爐熔池溫度1249℃。噸陽極銅的生物柴油消耗量為482kg。單位銅陽極減少“co2”排放1.35t。
(4)煙氣處理系統(tǒng)中的中低溫?zé)煔庥脕眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油。
實(shí)施例2
如圖1所示,該生物質(zhì)燃油規(guī)?;玫牡吞蓟鸱掋~方法,經(jīng)過預(yù)熱后的生物質(zhì)燃油依據(jù)油料流動(dòng)性能和不同噴吹工藝的需求加壓后送入到噴槍或燃燒器進(jìn)入到火法煉銅工序中發(fā)揮不同的作用,在熔池熔煉爐、陽極爐內(nèi)作為低碳燃料,在貧化電爐或沉降分離爐內(nèi)作為還原劑替代化石碳質(zhì)還原劑,其具體過程為:
(1)將銅精礦和助劑加入到熔池熔煉爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油(生物質(zhì)燃油為橡膠籽油,橡膠籽油為室溫,橡膠籽油加入量為750l/h),然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(加壓至壓力為1.6mpa,富氧空氣過剩系數(shù)為1.15),與濃度為99.5wt%的富氧加壓到1.6mpa并預(yù)熱到溫度為350℃后通過噴槍噴吹到熔池熔煉爐中,高壓的生物質(zhì)燃油混合富氧快速在熔池中浸沒式燃燒釋放出熱量并攪拌熔池強(qiáng)化冶金反應(yīng)過程,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在高壓富氧氣體的攪拌熔池和助燃作用下,生物質(zhì)燃油的燃燒效率達(dá)到99%,熔池溫度的均勻性為1200±40℃,每小時(shí)減少“co2”排放1.9t。
(2)將步驟(1)得到的銅渣加入到貧化電爐或沉降分離爐內(nèi),利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為橡膠籽油,橡膠籽油為室溫,加壓至1.6mpa,生物質(zhì)燃油添加量為每噸銅渣量加入2kg),與濃度為濃度99.9wt%的氮?dú)饧訅旱?.6mpa并預(yù)熱到溫度為150℃通過噴槍噴吹到貧化電爐或沉降分離爐的熔渣層中,噴槍噴入到貧化電爐熔池或沉降分離爐的熔渣層的2/3深度處進(jìn)行還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)最大限度地降低熔渣層中的銅金屬含量,在此過程中通入助燃富氧(助燃富氧中空氣過剩系數(shù)為1.1,助燃富氧中氧濃度為99.5wt%,助燃富氧加壓后壓力為0.2mpa,預(yù)熱溫度為600℃),反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;生物質(zhì)燃油與氮?dú)饣旌蠂姶等墼?,磁性鐵的還原率達(dá)到69%,使得渣中fe3o4含量降低了35.24wt%,拋渣中銅含量降至0.49wt%,噸渣油耗單耗降低了28.57%。
(3)將步驟(1)和(2)中得到的冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐處理后得到粗銅,粗銅加入到陽極爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為橡膠籽油,將橡膠籽油為室溫溫度,加壓至壓力為1.2mpa,橡膠籽油加入量為460kg/t粗銅),與濃度為99.5wt%的富氧(富氧空氣過剩系數(shù)為1.3)加壓到1.2mpa并升溫至溫度為400℃后通過燃燒器在陽極爐爐內(nèi)自由空間快速燃燒,釋放熱量,實(shí)現(xiàn)物料的加熱、熔化,最終制備得到陽極銅,在轉(zhuǎn)爐及陽極爐過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在富氧氣體的助燃作用下,地溝油的燃燒效率達(dá)到99.9%,陽極爐熔池溫度1269℃。噸陽極銅的生物柴油消耗量為448kg。單位銅陽極減少“co2”排放1.24t。
(4)煙氣處理系統(tǒng)中的中低溫?zé)煔庥脕眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油。
實(shí)施例3
如圖1所示,該生物質(zhì)燃油規(guī)模化利用的低碳火法煉銅方法,經(jīng)過預(yù)熱后的生物質(zhì)燃油依據(jù)油料流動(dòng)性能和不同噴吹工藝的需求加壓后送入到噴槍或燃燒器進(jìn)入到火法煉銅工序中發(fā)揮不同的作用,在熔池熔煉爐、陽極爐內(nèi)作為低碳燃料,在貧化電爐或沉降分離爐內(nèi)作為還原劑替代化石碳質(zhì)還原劑,其具體過程為:
(1)將銅精礦和助劑加入到熔池熔煉爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油(生物質(zhì)燃油為生物柴油,生物柴油預(yù)熱到90℃,生物柴油加入量為970l/h),然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(加壓至壓力為1.4mpa,富氧空氣過剩系數(shù)為1.1),與濃度為60wt%的富氧加壓到1.4mpa并預(yù)熱到溫度為600℃后通過噴槍噴吹到熔池熔煉爐中,高壓的生物質(zhì)燃油混合富氧快速在熔池中浸沒式燃燒釋放出熱量并攪拌熔池強(qiáng)化冶金反應(yīng)過程,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在高壓富氧氣體的攪拌熔池和助燃作用下,生物質(zhì)燃油的燃燒效率達(dá)到98.6%,熔池溫度的均勻性為1200±30℃,每小時(shí)減少“co2”排放2.41t。
(2)將步驟(1)得到的銅渣加入到貧化電爐或沉降分離爐內(nèi),利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為生物柴油,生物柴油預(yù)熱到90℃,加壓至1.6mpa,生物質(zhì)燃油添加量為每噸銅渣量加入1.8kg),與濃度為濃度96wt%的氮?dú)饧訅旱?.2mpa并預(yù)熱到溫度為300℃通過噴槍噴吹到貧化電爐或沉降分離爐的熔渣層中,噴槍噴入到貧化電爐熔池或沉降分離爐的熔渣層的2/3深度處進(jìn)行還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)最大限度地降低熔渣層中的銅金屬含量,在此過程中通入助燃富氧(助燃富氧中空氣過剩系數(shù)為1.1,助燃富氧中氧濃度為80wt%,助燃富氧加壓后壓力為0.2mpa,預(yù)熱溫度為500℃),反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;生物質(zhì)燃油與氮?dú)饣旌蠂姶等墼螅判澡F的還原率達(dá)到76%,使得渣中fe3o4含量降低了41.04wt%,拋渣中銅含量降至0.41wt%,噸渣油耗單耗降低了35.24%。
(3)將步驟(1)和(2)中得到的冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐處理后得到粗銅,粗銅加入到陽極爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為生物柴油,生物柴油預(yù)熱到90℃,加壓至壓力為1.0mpa,生物柴油加入量為485kg/t粗銅),與濃度為80wt%的富氧(富氧空氣過剩系數(shù)為1.2)加壓到1.0mpa并升溫至溫度為600℃后通過燃燒器在陽極爐爐內(nèi)自由空間快速燃燒,釋放熱量,實(shí)現(xiàn)物料的加熱、熔化,最終制備得到陽極銅,在轉(zhuǎn)爐及陽極爐過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在富氧氣體的助燃作用下,地溝油的燃燒效率達(dá)到99.3%,陽極爐熔池溫度1219℃。噸陽極銅的生物柴油消耗量為434kg。單位銅陽極減少“co2”排放1.12t。
(4)煙氣處理系統(tǒng)中的中低溫?zé)煔庥脕眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油。
實(shí)施例4
如圖1所示,該生物質(zhì)燃油規(guī)模化利用的低碳火法煉銅方法,經(jīng)過預(yù)熱后的生物質(zhì)燃油依據(jù)油料流動(dòng)性能和不同噴吹工藝的需求加壓后送入到噴槍或燃燒器進(jìn)入到火法煉銅工序中發(fā)揮不同的作用,在熔池熔煉爐、陽極爐內(nèi)作為低碳燃料,在貧化電爐或沉降分離爐內(nèi)作為還原劑替代化石碳質(zhì)還原劑,其具體過程為:
(1)將銅精礦和助劑加入到熔池熔煉爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油(生物質(zhì)燃油為混配燃料,混配燃料中10wt%生物乙醇、40wt%柴油、10wt%乙醚與40wt%生物質(zhì)燃油,生物柴油預(yù)熱到90℃,混配燃料加入量為1050l/h),然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(加壓至壓力為1.0mpa,富氧空氣過剩系數(shù)為1.1),與濃度為80wt%的富氧加壓到1.0mpa并預(yù)熱到溫度為150℃后通過噴槍噴吹到熔池熔煉爐中,高壓的生物質(zhì)燃油混合富氧快速在熔池中浸沒式燃燒釋放出熱量并攪拌熔池強(qiáng)化冶金反應(yīng)過程,反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在高壓富氧氣體的攪拌熔池和助燃作用下,生物質(zhì)燃油的燃燒效率達(dá)到99.5%,熔池溫度的均勻性為1200±40℃,每小時(shí)減少“co2”排放2.44t。
(2)將步驟(1)得到的銅渣加入到貧化電爐或沉降分離爐內(nèi),利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為生物柴油,生物柴油預(yù)熱到80℃,加壓至1.0mpa,生物質(zhì)燃油添加量為每噸銅渣量加入1.6kg),與濃度為濃度98wt%的氮?dú)饧訅旱?.0mpa并預(yù)熱到溫度為350℃通過噴槍噴吹到貧化電爐或沉降分離爐的熔渣層中,噴槍噴入到貧化電爐熔池或沉降分離爐的熔渣層的2/3深度處進(jìn)行還原反應(yīng),實(shí)現(xiàn)最大限度地降低熔渣層中的銅金屬含量,在此過程中通入助燃富氧(助燃富氧中空氣過剩系數(shù)為1.1,助燃富氧中氧濃度為90wt%,助燃富氧加壓后壓力為0.2mpa,預(yù)熱溫度為400℃),反應(yīng)結(jié)束后得到冰銅和銅渣ⅰ,在此過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;生物質(zhì)燃油與氮?dú)饣旌蠂姶等墼?,磁性鐵的還原率達(dá)到72%,使得渣中fe3o4含量降低了35.68wt%,拋渣中銅含量降至0.43wt%,噸渣油耗單耗降低了43.75%。
(3)將步驟(1)和(2)中得到的冰銅經(jīng)轉(zhuǎn)爐處理后得到粗銅,粗銅加入到陽極爐中,利用來自于火法煉銅過程中的中低溫?zé)煔鈦眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油,然后再將預(yù)熱生物質(zhì)燃油加壓(生物質(zhì)燃油為生物柴油,生物柴油預(yù)熱到60℃,加壓至壓力為1.0mpa,生物柴油加入量為500kg/t粗銅),與濃度為80wt%的富氧(富氧空氣過剩系數(shù)為1.2)加壓到0.8mpa并升溫至溫度為150℃后通過燃燒器在陽極爐爐內(nèi)自由空間快速燃燒,釋放熱量,實(shí)現(xiàn)物料的加熱、熔化,最終制備得到陽極銅,在轉(zhuǎn)爐及陽極爐過程中得到的煙氣通過煙氣處理系統(tǒng)處理;在富氧氣體的助燃作用下,地溝油的燃燒效率達(dá)到99.4%,陽極爐熔池溫度1247℃。噸陽極銅的生物柴油消耗量為458kg。單位銅陽極減少“co2”排放1.33t。
(4)煙氣處理系統(tǒng)中的中低溫?zé)煔庥脕眍A(yù)熱生物質(zhì)燃油。
以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了詳細(xì)說明,但是本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式,在本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所具備的知識(shí)范圍內(nèi),還可以在不脫離本發(fā)明宗旨的前提下作出各種變化。